Geologer fra Canada og USA har fundet materiale, der stammer helt tilbage fra Jordens tidligste barndom for mere end 4,5 milliarder år siden. Det er det ældste materiale, man nogensinde har fundet nogle steder på Jorden - inklusive Grønland, som ellers er verdensberømt for sin ældgamle geologi.
Det fremgår af en artikel i det anerkendte, videnskabelige tidsskrift Science.
Resultatet er opsigtsvækkende, fordi forskerne tilsyneladende har taget prøver af bjergarter, der er dannet af klippemateriale fra den del af solsystemets historie, hvor Jorden stadig var ved at vokse sig stor og endnu ikke var stødt sammen med en anden protoplanet i den kollision, der resulterede i Månens dannelse.
»En del af Jordens kappe – altså det stenmateriale, der sidder uden om kernen – har ligget isoleret derinde igennem hele Jordens historie og overlevet det månedannende sammenstød,« fortæller Tais W. Dahl, der er adjunkt på Statens Naturhistoriske Museum under Københavns Universitet. Han er ekspert i Jordens udviklingshistorie, og på opfordring fra Science har han kommenteret det nye fund i en selvstændig artikel i samme nummer af tidsskriftet.
\ Fakta
Den udgave (isotop) af grundstoffet hafnium, der har 182 kernepartikler og derfor kaldes hafnium-182, dannes i supernovaeksplosioner. Supernovaer gav stof til solsystemet, som derfor rummede hafnium-182 fra starten. Via tantal-182 henfalder hafnium-182 til wolfram-182 med en halveringstid på 8,9 millioner år.
»Det må være blevet isoleret inden for de første 30 millioner år af solsystemets historie. Det er helt nyt og chokerende.«
Jordens indre skal nytænkes
»Vi ved ikke præcis, hvornår Månen blev dannet, men et godt bud er for 4,51 milliarder år siden. Og disse prøver har et højere indhold af wolfram-182 end de månesten, Apollo-astronauterne tog med hjem, så prøverne må være ældre end Månen,« siger Tais W. Dahl.
»Det er tankevækkende, at der er dele af kappen, der har overlevet det gigantiske sammenstød mellem to planeter. Men det er det, forskningsresultatet peger på.«
Det er også overraskende, at en del af Jordens kappe har været isoleret i hele Jordens historie, upåvirket af det voldsomme sammenstød, der gav os Månen, og af de bevægelser, der har været i Jordens indre.
»Det handler helt grundlæggende om Jordens fysik. Jordens indre dynamik ser ud til være anderledes, end vi hidtil havde antaget. Det betyder noget for den måde, planeter dannes på, og hvordan kappemateriale cirkulerer i dem,« fortsætter Tais W. Dahl.
Wolfram røber alderen
Geologerne har målt et overraskende højt indhold af wolfram-182 i basalt – en vulkansk bjergart – der stammer fra den lille ø, Padloping i Baffinbugten mellem Canada og Grønland, samt fra havbunden i Stillehavet tæt på Java.
De kan kun forklare det høje indhold af wolfram-182 med, at basalten kommer fra et stykke af Jordens kappe, der har været isoleret og ikke er blevet blandet med andre bjergarter, siden Jorden blev dannet, forklarer Tais W. Dahl:
»Det specielle ved den wolfram-isotop er, at den dannes ved henfald af hafnium-182, som kun henfaldt de første 50 millioner år af solsystemets historie. Så når de har fundet ekstra wolfram-182 i deres prøver, så må de være dannet for godt 4,5 milliarder år siden og ikke senere opblandet med resten af kappen.«
Ældgammel magma blev til ny jordskorpe
Selve det basalt, der er fundet højt indhold af wolfram-182 i, er nu ikke så gammelt, for det har kun befundet sig ved Jordens overflade i henholdsvis 60 og 120 millioner år.
»Det er relativt unge bjergarter, men deres kilde kan være noget, der ligger meget dybt – et lag helt nede i bunden af kappen, tættest på kernen. Det materiale har overlevet kappens dynamik, altså for eksempel når pladetektonikken skubber store plader på overfladen dybt ned i kappen og rører rundt i den, i 4,5 milliarder år.«
Forskerne bag det nye resultat foreslår, at der er nogle zoner dybt nede i kappen, som er kilden til det vulkanske materiale. Zonerne kaldet 'low-shear velocity provinces' kan detekteres i seismogrammer, når jordskælv sender bølger gennem Jorden.
Resultatet vil vække opsigt
Ved vulkansk aktivitet inden for de seneste par hundrede millioner år er magma fra ekstremt dybe magmakamre, der rækker hele vejen ned til Jordens kerne næsten 3.000 km nede, blevet hentet op til overfladen og er endt som basalt ved Canada og Java. Før da havde de fået lov til at være i fred, lyder teorien altså.
»Resultatet skal nok skabe røre i andedammen. Ikke alle vil være overbeviste. Der er ikke mange data, og der er blevet analyseret prøver fra samme områder før, hvor man ikke har fundet dette signal. Så både de gamle og de nye prøver bør analyseres igen. Der er stadig et stort stykke arbejde, der skal gøres,« siger Tais W. Dahl og slutter:
»Men perspektivet er jo, at vi kan få mere at vide om, hvordan Jordens kerne blev dannet, og hvordan Jordens indre dynamik har været.«
